(57)【要約】  容易に製作することができる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供するために、X線を発生するX線管と、前記X線管を収納する容器と、を備えたX線管装置であって、前記容器は、前記X線管の管軸方向に分割された複数の分割容器からなり、前記分割容器が円周内面を有する円筒形状を備えることを特徴とする。  また、前記X線管装置と、前記X線管装置に対向配置され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管装置と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記X線検出器により検出された複数角度からの透過X線量に基づき前記被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたX線CT装置である。
2011096557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線を発生するX線管と、前記X線管を収納する容器と、を備えたX線管装置であって、
前記容器は、前記X線管の管軸方向に対して垂直に分割された複数の分割容器からなり、前記分割容器は円周内面を有する円筒形状を備えることを特徴とするX線管装置。
【請求項２】
請求項1に記載のX線管装置において、
前記分割容器の一部は円筒に円板形状の底面部と円環形状のフランジ部とを設けたハット形状容器であることを特徴とするX線管装置。
【請求項３】
請求項2に記載のX線管装置において、
前記X線管は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極とを真空雰囲気中に保持する外囲器とを有しており、
前記ハット形状容器は、前記外囲器の陰極側を覆う陰極側容器と、前記外囲器の陽極側を覆う陽極側容器と、であることを特徴とするX線管装置。
【請求項４】
請求項3に記載のX線管装置において、
前記陰極側容器と、前記陽極側容器とが同じ大きさであることを特徴とするX線管装置。
【請求項５】
請求項3に記載のX線管装置において、
前記X線管の最大外径よりも大きな外径を有する接続部材が前記X線管に固定されており、
前記陰極側容器と、前記陽極側容器とが前記接続部材に接続されることを特徴とするX線管装置。
【請求項６】
請求項1に記載のX線管装置において、
前記分割容器の一部は前記X線管の管軸に対して偏心した位置に配置されることを特徴とするX線管装置。
【請求項７】
請求項1に記載のX線管装置において、
前記分割容器間の接続部にはリング状のシーリング部材が配置されることを特徴とするX線管装置。
【請求項８】
請求項1に記載のX線管装置において、
前記容器の中に充填される冷却媒体よりも比重の小さい充填部材を配置したことを特徴とするX線管装置。
【請求項９】
請求項1に記載のX線管装置において、
前記容器の一部の内側にX線を遮蔽する遮蔽部材を配置したことを特徴とするX線管装置。
【請求項１０】
被検体にX線を照射するX線源と、前記X線源に対向配置され前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線源と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記X線検出器により検出された透過X線量に基づき被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたX線CT装置であって、
前記X線源は、請求項1に記載のX線管装置であることを特徴とするX線CT装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線管装置及びX線CT(Computed Tomography)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置とは、被検体にX線を照射するX線管装置と、被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出器と、を被検体の周囲で回転させることにより得られる複数角度からの投影データを用いて被検体の断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示するものである。X線CT装置で表示される画像は、被検体の中の臓器の形状を描写するものであり、画像診断に使用される。【０００３】
近年のX線CT装置の開発では、X線管装置とX線検出器を搭載したスキャナをより高速に回転させることで撮影時間の短縮化が図られている。スキャナの回転が高速になっても断層画像の画質を維持するにはX線管装置から発生させる単位時間あたりのX線量を高くする必要がある。X線量を高くするには、管電流を大きくしなければならず、X線管内で発生する熱量は大きくなる。大きくなった熱量を許容するため、X線管は大型化される。X線管装置はX線管が容器に収納されてなるものである。X線管の大型化は容器への収納作業を困難にする。【０００４】
特許文献1には、X線管を容器へ収納する作業を容易にするために、X線管の管軸と平行に収容容器が分割されたX線管装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2003-31396号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は容器を容易に製作することに対する配慮はなされていない。X線管の管軸と平行に分割された収容容器では、分割部同士の接合面のような平坦部となる面積が広くなる。平坦部の製作にはフライス加工を用いる必要がある。フライス加工は旋盤加工に対して加工除去効率が１/5〜1/10程度であるので、同じ体積を加工するには約5〜10倍の時間を要する。【０００７】
そこで本発明の目的は、容易に製作することができる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、旋盤加工で製作可能な容器によりX線を発生するX線管を収納することを特徴とするものである。【０００９】
具体的には、X線を発生するX線管と、前記X線管を収納する容器と、を備えたX線管装置であって、前記容器は、前記X線管の管軸方向に対して垂直に分割された複数の分割容器からなり、前記分割容器は円周内面を有する円筒形状を備えることを特徴とするX線管装置である。【００１０】
また、前記X線管装置と、前記X線管装置に対向配置され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管装置と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記X線検出器により検出された複数角度からの透過X線量に基づき前記被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたX線CT装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、容易に製作することができる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のX線CT装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明のX線管装置の全体構成を示す概略の断面図
【図３】第一の実施形態の容器の構成を示す断面図
【図４】第一の実施形態の容器の構成を示す概略斜視図
【図５】第一の実施形態の容器の変形例を示す断面図
【図６】第一の実施形態の容器へのX線管の収納工程説明図
【図７】第一の実施形態のX線管装置の変形例を示す断面図
【図８】第二の実施形態のX線管装置の全体構成を示す概略の断面図
【図９】第三の実施形態のX線管装置の全体構成を示す概略の断面図
【図１０】第三の実施形態の容器の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に従って本発明に係るX線CT装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１４】
図１は本発明を適用したX線CT装置1の全体構成図である。X線CT装置1はスキャンガントリ部100と操作卓120とを備える。
【００１５】
スキャンガントリ部100は、X線管装置101と、回転円盤102と、コリメータ103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、を備えている。X線管装置101は寝台105上に載置された被検体にX線を照射する装置である。コリメータ103はX線管装置101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。回転円盤102は、寝台105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管装置101とX線検出器106を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。X線検出器106は、X線管装置101と対向配置され被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数のX線検出素子を回転円盤102の回転方向に配列したもの、若しくは回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転を制御する装置である。寝台制御装置109は、寝台105の上下前後動を制御する装置である。X線制御装置110はX線管装置101に入力される電力を制御する装置である。
【００１６】
操作卓120は、入力装置121と、画像演算装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124とを備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイスである。画像演算装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理してCT画像再構成を行う装置である。表示装置125は、画像演算装置122で作成されたCT画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像演算装置122で作成されたCT画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。
【００１７】
入力装置121から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流などに基づきX線制御装置110がX線管装置101に入力される電力を制御することにより、X線管装置101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管装置101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度などに基づいて回転する。寝台105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。
【００１８】
X線管装置101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像演算装置122に送信される。画像演算装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりＣＴ画像を再構成する。再構成して得られたＣＴ画像は表示装置125に表示される。
【００１９】
心臓のような動きのある臓器のCT画像を取得するには、回転円盤102を0.3秒/回転程度の速度で回転させる必要がある。回転円盤102の搭載物の中でX線管装置101の重量は約20〜30％を占めているので、X線管装置101を軽量化することによりX線CT装置１の回転駆動系の負荷を低減することができる。回転駆動系の負荷が低減できれば、回転駆動系の信頼性や価格の面で有利になるので、X線管装置101はより軽量であることが好ましい。
【００２０】
図2を用いて、X線管装置101の構成について説明する。X線管装置101は、X線を発生するX線管210と、X線管210を収納する容器220とを備える。
【００２１】
X線管210は、電子線を発生する陰極211と、陰極211に対し正の高電位が印加される陽極212と、陰極211と陽極212を真空雰囲気中に保持する真空外囲器213とを備える。
【００２２】
陰極211はフィラメントもしくは冷陰極と、集束電極とを備える。フィラメントはタングステンなどの高融点材料をコイル状に巻いたものであり、電流が流されることにより加熱され、熱電子を放出する。冷陰極はニッケルやモリブデンなどの金属材料を鋭利に尖らせてなるもので、陰極表面に電界が集中することで電界放出により電子を放出する。集束電極は、放出された電子を陽極212上のX線焦点216へ向けて集束させるための集束電界を形成する。フィラメントもしくは冷陰極と、集束電極とは同電位である。
【００２３】
陽極212はターゲットと陽極母材とを備える。ターゲットはタングステンなどの高融点で原子番号の大きい材質で構成される。ターゲット上のX線焦点216に陰極211から放出された電子が衝突することにより、X線焦点216からX線217が放射される。陽極母材はターゲットを保持し、銅などの熱伝導率の高い材質からなる。ターゲットと陽極母材とは同電位である。
【００２４】
真空外囲器213は陰極211と陽極212を絶縁するために真空雰囲気中に保持する。真空外囲器213にはX線217をX線管210外へ放射するための放射窓218が備えられる。放射窓218は、X線透過率が高いベリリウムなどの原子番号の小さい材質で構成される。
【００２５】
陰極211から放出された電子は、陰極と陽極との間に印加される高電圧により加速され電子線215となる。電子線215が集束電界により集束されてターゲット上のX線焦点216に衝突すると、X線焦点216からX線217が発生する。発生するX線のエネルギーは、陰極と陽極との間に印加される高電圧、いわゆる管電圧によって決まる。発生するX線の線量は、陰極から放出される電子の量、いわゆる管電流と、管電圧によって決まる。
【００２６】
電子線215のエネルギーの内、X線に変換される割合は１％程度に過ぎず、残りのほとんどのエネルギーは熱となる。X線CT装置1に用いられるX線管装置101では、管電圧は百数十kＶ、管電流は数百mＡであるので、陽極212は数十kＷの熱量で加熱される。このような加熱により陽極212が過熱溶融することを防止するため、陽極212は回転装置214に接続されており、回転装置214の駆動により、図２中の1点鎖線219を回転軸として回転する。回転装置214は、回転駆動力となる磁界を発生する励磁コイル214Bと、励磁コイル214Bが発生した磁界を受けて回転するロータ214Aとからなる。なお、陽極212の回転軸を以降X線管210の管軸219と呼ぶ。
【００２７】
陽極212を回転させることで、電子線215が衝突する部分であるX線焦点216が常に移動するので、X線焦点216の温度をターゲットの融点より低く保つことができ、陽極212が過熱溶融することを防止できる。また発生した熱量は速やかに管外へ排出される必要があるが、入熱量が多大な場合は、一時的に発生した熱量を管内に蓄積しておく必要がある。そこで多くのX線管では、蓄積熱量の大容量化を図るために陽極212の体積を大きくしており、それにともないX線管210も大型になる。
【００２８】
また放射窓218は、X線焦点216からの輻射熱と、陽極212の表面で跳ね返る反跳電子にさらされる。そのため、放射窓218の過熱を防止するため、陽極212から離れる方向に放射窓218を突出させる。X線管210の大型化を避けるためには、放射窓218のみを突出させた構造とすることになるので、X線管210は管軸219に対して非軸対称な形状となる。
【００２９】
X線管210が収納される容器220の中には、冷却媒体である冷却水もしくはX線管210を電気的に絶縁するとともに冷却媒体となる絶縁油が充填される。容器220内に充填された冷却水もしくは絶縁油は、X線管装置101の容器220に接続された配管301を通じて冷却器302に導かれ、冷却器302にて熱を放散した後、配管301を通じて容器220内に戻される。
【００３０】
以下、容器220の構造について、図面を用いて説明する。  
(第一の実施形態)
図3に、第一の実施形態の容器220をX線管の管軸219と平行に切断した断面図を示す。また図４に、第一の実施形態の容器220の概略斜視図を示す。本実施形態の容器220は、X線管210の管軸219の方向に分割されており、各々が円周内面を有する円筒形状を備える複数の分割部からなる。すなわち、本実施形態の容器220は、陰極側容器220A、陰極側円板220B、中央部容器220C、陽極側円板220D、陽極側容器220Eを備える。分割された容器220A〜220Eの間には、シーリング部材230A〜230Dが配置される。
【００３１】
陰極側容器220Aは、円筒に円形状の底面部220A1と円環形状のフランジ部220A2とを設けたハット形状を有するハット形状容器である。ハット形状容器は旋盤加工により製作することができる軸対象構造であるので、長時間を要することなく容易に製作することができる。フランジ部220A2は陰極側円板220Bとの接続部となり、所定の間隔で配置される複数の貫通孔220A3を備える。フランジ部にはシーリング部材230Aが配置される溝が設けられていても良い。
【００３２】
陰極側円板220Bは、円形状の開口部220B1を有する円板である。陰極側円板220Bは、X線管210の管軸219と直交する方向の最大幅、すなわち突出した放射窓218までを含めたX線管210の幅を覆う大きさである。他方、容器220内に余分な空間を生じさせないために、開口部220B1の中心をX線管210の管軸219と一致させることが好ましいので、開口部220B1は陰極側円板220Bの中心に対して偏心した位置に設けられる。開口部220B1は陰極側容器220Aの内径と同じ大きさである。陰極側円板220Bは、外形が円板形状であるので旋盤加工により長時間を要することなく容易に製作することができる。なお、偏心した位置に設けられる開口部220B1は、レーザ加工等により製作する。陰極側円板220Bには、陰極側容器220Aのフランジ部220A2に設けられた貫通孔220A3に対応する位置に、陰極側容器220Aとの接続に用いられるねじ穴220B2が設けられる。陰極側円板220Bは陰極側容器220Aにねじ221を用いて接続される。ねじ穴220B2は陰極側円板220Bを貫通していてもしていなくても良い。ただし、ねじ穴220B2が陰極側円板220Bを貫通している場合には、容器220内に充填された冷却水や絶縁油がねじ穴220B2から漏れないような手段を用いる。陰極側円板220Bには、中央部容器220Cとの接続に用いられる複数の貫通孔220B3が所定の間隔で設けられる。陰極側円板220Bには、シーリング部材230A及びシーリング部材230Bが配置される溝が設けられていても良い。
【００３３】
中央部容器220Cは、突出した放射窓218までを含めたX線管210の幅を覆うことのできる内径を有する円筒である。そのため、中央部容器220Cの中心はX線管210の管軸219に対して放射窓218側に偏心した位置となる。つまり、陰極側容器220Aと陽極側容器220Eの中心は中央部容器220Cの中心に対してずれて配置される。中央部容器220Cは円筒形状であるので、旋盤加工により長時間を要することなく容易に製作することができる。中央部容器220Cの内面にはX線管210の支持に用いられる支持部が設けられる。中央部容器220C側面の放射窓218が対向する箇所には、X線の放射を妨げないように、X線透過率が高いベリリウムなどの原子番号が小さい材質が配置される。中央部容器220Cには、陰極側円板220B及び陽極側円板220Dとの接続に用いられるねじ穴220C1が設けられる。中央部容器220Cは陰極側円板220Bにねじ221を用いて接続される。ねじ穴220 C1は中央部容器220Cを貫通していてもしていなくても良い。中央部容器220Cには、シーリング部材230B及びシーリング部材230Cが配置される溝が設けられていても良い。
【００３４】
陽極側円板220Dは、陰極側円板220Bと同様の形状を有する。製作容易な部品の共用化により製作時間の短縮が図れるので、陽極側円板220Dと陰極側円板220Bとは同一寸法であることが好ましい。ただし、開口部220D1の大きさはX線管210の大きさに応じて適切に変更されても良い。陽極側円板220Dは、陰極側円板220Bと同様に容易に製作できる。
【００３５】
陽極側容器220Eは、陰極側容器220Aと同様の形状を有する。製作容易な部品の共用化により製作時間の短縮が図れるので、陽極側容器220Eと陰極側容器220Aとは同一寸法であることが好ましい。ただし、底面部220E1とフランジ部220E2との距離である円筒の高さと内径はX線管210の大きさに応じて適切に変更されても良い。陽極側容器220Eは、陰極側容器220Aと同様に容易に製作できる。
【００３６】
以上述べたように分割された容器220A〜220Eは円周内面を有する円筒形状を備えるので、ほとんどの部分を旋盤加工により製作することができ、長時間を要することなく加工可能である。また、分割された容器220A〜220Eはいずれも比較的大型であることから、初期材料として鋳造部材を用い、機械加工により仕上げても良い。このような場合でも、本実施形態では分割された容器220A〜220Eのほとんどが軸対象構造であるので、初期材料である鋳造部材及び機械加工後の容器は、機械的強度や熱特性等の物性値の位置依存性が小さいので、このような点で有利である。
【００３７】
シーリング部材230A〜230Dは、容器220内に充填された冷却水や絶縁油が容器220外へ漏れないように封止するためのものである。シーリング部材230A〜230Dには、弾力性のある材質、例えばゴム製のリングや金属製のリングが用いられる。シーリング部材230A〜230Dは、分割された容器220A〜220Eに挟まれ、適切に押しつぶされることにより、分割された容器220A〜220Eと隙間なく密着する。シーリング部材230A〜230Dが分割された容器220A〜220Eと隙間なく密着することで、冷却水や絶縁油が容器220内に封入される。本実施形態では分割された容器220間の接続部がいずれも円形状であるので、シーリング部材230A〜230Dにはいずれもリング形状のものを用いることができる。シーリング部材230A〜230Dがリング形状であると、冷却水や絶縁油が膨張することで生じる圧力は、シーリング部材230A〜230Dの周方向において位置よらず一様であるので、冷却水や絶縁油が漏れやすい箇所を生じさせずにすむ。
【００３８】
図5に、第一の実施形態の陰極側容器220Aの変形例を示す。図5に示した変形例では、陰極側容器220A の内面に遮蔽部材240が配置されている。遮蔽部材240はX線管210から放射されるX線を遮蔽するためのものであり、例えば鉛のようなX線吸収率の高い材質である。分割された容器220を接続した箇所には隙間が生じるためX線が漏洩しやすい。そこで、本変形例では遮蔽部材240が分割された容器220を接続した箇所を覆うことができるように、遮蔽部材240の高さを陰極側容器220Aより高くしている。つまり、陰極側容器220Aのフランジ部220A２よりも遮蔽部材240は突出している。
【００３９】
なお、図5には陰極側容器220Aの内面に遮蔽部材240を配置した例を示したが、陰極側容器220Aに限らず、陰極側円板220B、中央部容器220C、陽極側円板220D、陽極側容器220Eの内面に遮蔽部材240を設けても良い。ただし、放射窓218に対向する位置には遮蔽部材240を設けない。分割された容器220A〜220Eは円周内面を有する円筒形状を備えるので、遮蔽部材240を均一に配置することが容易であり、X線が漏洩しやすい箇所を生じさせずにすむ。さらに遮蔽部材240の配置に長時間を要することがない。
【００４０】
図6に、第一の実施形態の容器220へX線管210を収納する工程を説明するための図を示す。図6に基づき収納工程を以下説明する。
【００４１】
(1)励磁コイル214Bが取り付けられたX線管210に中央部容器220Cをかぶせ、中央部容器220Cの内面に設けられた支持部を介してX線管210を固定する。
【００４２】
(2)中央部容器220Cに陰極側円板220Bを接続する。中央部容器220Cと陰極側円板220Bの間には、シーリング部材230Bを配置する。
【００４３】
(3)陰極側円板220Bに陰極側容器220Aを接続する。陰極側円板220Bと陰極側容器220Aの間には、シーリング部材230Aを配置する。
【００４４】
(4)陰極側容器220A、陰極側円板220B、中央部容器220Cが取り付けられたX線管210の上下を反転させる。X線管210単体では陽極側に比べ陰極側は軽量であるが、陰極側容器220A、陰極側円板220B、中央部容器220Cが取り付けられたことにより、管軸219方向の重量のつりあいが取れるようになるので、上下反転も容易に行うことができる。
【００４５】
(5)中央部容器220Cに陽極側円板220Dを接続する。中央部容器220Cと陽極側円板220Dの間には、シーリング部材230Cを配置する。
【００４６】
(6)陽極側円板220Dに陽極側容器220Eを接続する。陽極側円板220Dと陽極側容器220Eの間には、シーリング部材230Dを配置する。
【００４７】
以上説明した収納工程によれば数十kgにも及ぶ大型のX線管であっても、容器内に容易に収納することができる。なお、(1)〜(6)の工程は一例に過ぎず、上記の順番に限定されるものではない。各部品の大きさに応じて、工程の順番を入れ替えることで収納工程の容易化を図っても良い。また、本実施形態では、X線管210を固定する支持部を中央部容器220Cに設けているが、これに限定されるものではない。X線管210を適切に固定できるのであれば、分割された容器220A〜220Eのいずれかの内面に支持部を設けても良い。
【００４８】
図7に、第一の実施形態のX線管装置101の変形例を示す。図7は、管軸219と直交し放射窓218を含む面でX線管装置101を切断した断面図である。図7に示した変形例では、充填部材241が中央部容器220CとX線管210の間で放射窓218の近傍に配置される。中央部容器220Cの中心はX線管210の管軸219に対して放射窓218側に偏心した位置となるので、放射窓218の突出量が大きいと、放射窓218の近傍には余分な空間が生じる。この空間に冷却水もしくは絶縁油が充填されるとX線管装置101の重量増加まねく。そこで、冷却水もしくは絶縁油よりも比重の小さな材質、例えばエポキシ樹脂で構成される充填部材241を図7のように配置することにより、X線管装置101の軽量化を図ることができる。
【００４９】
(第二の実施形態)
図8に、第二の実施形態のX線管装置101の概略の断面図を示す。第一の実施形態と異なる点は、陰極側円板220B、中央部容器220C、陽極側円板220Dを備えておらず、陰極側容器220Fが陰極側容器220Aよりも大きく、接続部材250を備える点である。以下、各構成について説明する。なお、第一の実施形態と同じ構成については、同じ符号とし、説明を省略する。
【００５０】
陰極側容器220Fは、陰極側容器220Aと同様に、円形状の底面部と円環形状のフランジ部とを有する円筒、すなわちハット形状である。陰極側容器220Fの内径は、中央部容器220Cと同様に、突出した放射窓218までを含めたX線管210の幅を覆うことのできる大きさである。そのため、陰極側容器220Fの中心はX線管210の管軸219に対して放射窓218側に偏心した位置となる。陰極側容器220Fの放射窓218が対向する箇所には、X線の放射を妨げないように、X線透過率が高いベリリウムなどの原子番号の小さい材質が配置される。陰極側容器220Fのフランジ部には、接続部材250との接続に用いられるねじ穴が設けられる。陰極側容器220Fには、シーリング部材230Cが配置される溝が設けられていても良い。
【００５１】
接続部材250は、X線管210に固定され、陰極側容器220Fと陽極側容器220Eとが接続されるものである。接続部材250は円形状であり、陰極側容器220Fのフランジ部の外径と同じ外径を有する。接続部材250には開口部が設けられる。接続部材250の開口部は、X線管210の陽極側の外囲器213Aが通過できる大きさもしくは励磁コイル214Bが通過できる大きさを有する。接続部材250はX線管210に固定されるとともに、X線管装置101の外表面の一部を形成するので、安全の観点から接続部材250に管電流が流れないようにするため、接続部材250を絶縁物で構成することが好ましい。接続部材250には陰極側容器220F及び陽極側容器220Eとの接続に用いられるねじ穴が設けられる。接続部材250には、シーリング部材230B及び230Cが配置される溝が設けられていても良い。
【００５２】
陽極側容器220Eは第一の実施形態と同じである。  
本実施形態では、第一の実施形態に比べ容器220の部品点数が少なくなり、それにともない収納工程も少ないステップ数ですむので、X線管装置をより容易に製造できる。
【００５３】
(第三の実施形態)
図9に、第三の実施形態のX線管装置101の概略の断面図を示す。第一の実施形態と異なる点は、陰極側容器220AAの大きさと陰極側円板220BBの形状である。第一の実施形態では、X線管210と陰極側容器220Aとの間で、陰極側の外囲器213Cの管軸219側に広い空間がある。X線管210を冷却及び電気的に絶縁するに際して、この空間が不要であるならば、この空間に冷却水もしくは絶縁油が充填されるとX線管装置101の重量増加まねく。そこで、本実施形態では、陰極側容器の大きさを小さくすることで、陰極側の外囲器213Cの管軸219側の空間を狭くし、容器220内に充填される冷却水もしくは絶縁油の量を減らし、X線管装置101の軽量化を図る。
【００５４】
図10に、第三の実施形態の容器220をX線管の管軸219と平行に切断した断面図を示す。以下、各構成について説明する。なお、第一の実施形態と同じ構成については、同じ符号とし、説明を省略する。
【００５５】
陰極側容器220AAは、陰極側容器220Aと同様に、円形状の底面部と円環形状のフランジ部とを有する円筒、すなわちハット形状である。陰極側容器220AAの内径は、陰極側容器220Aの内径よりも小さく、陰極側の外囲器213Cを覆うことが可能で、X線管210と陰極側容器220AAとの間で電気的な絶縁を保てるような大きさである。フランジ部は陰極側円板220BBとの接続部となり、所定の間隔で配置された複数の貫通孔を備える。フランジ部にはシーリング部材230AAが配置される溝が設けられていても良い。なお、シーリング部材230AAの大きさは陰極側容器220AAのフランジ部に適合する大きさであり、シーリング部材230Aよりも小さい。
【００５６】
陰極側円板220BBは、陰極側円板220Bと同様に、円形状の開口部を有する円板である。陰極側円板220BBの開口部を通過させられる陰極側の外囲器213C は、X線管210の管軸219に対して偏心した位置にあるので、陰極側円板220BBの開口部も管軸219に対して偏心した位置に設けられる。陰極側円板220BBの開口部は陰極側容器220AAの内径と同じ大きさである。陰極側円板220BBには、陰極側容器220AAのフランジ部に設けられた貫通孔に対応する位置に、陰極側容器220AAとの接続に用いられるねじ穴が設けられる。陰極側円板220BBには、中央部容器220Cとの接続に用いられる複数の貫通孔が所定の間隔で設けられる。陰極側円板220BBには、シーリング部材230A及びシーリング部材230Bが配置される溝が設けられていても良い。
【００５７】
中央部容器220C、陽極側円板220D、陽極側容器220E、シーリング部材230B〜Dは、第一の実施形態と同じである。
【００５８】
本実施形態では、第一の実施形態に比べ、容器220内に充填される冷却水もしくは絶縁油の量を低減することができるのでX線管装置の軽量化に有利である。
【００５９】
なお、本発明は以上述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な変形をして実施することができる。例えば、分割された容器220A〜220Eを接続する手段として、ねじ221を用いることについて説明したが、接続手段はこれに限定されず、適切な強度で接続できるのであれば他の手段、例えばクランプ等でも構わない。また、陰極側円板220Bまたは陽極側円板220Dと中央部容器220Cとを組み合わせた形状で、分割された容器の一つを形成しても良い。
【００６０】
また、実施形態で開示した複数の構成要素を適宜に組み合わせて実施しても良い。例えば、X線管装置を軽量化するために充填部材241を中央部容器220C内の放射窓218の近傍に配置することについて説明したが、陰極側容器220Aの内側に充填部材241を配置しても良い。
【符号の説明】
【００６１】
1  X線CT装置、100  スキャンガントリ部、101  X線管装置、102  回転円盤、103  コリメータ、104  開口部、105  寝台、106  X線検出器、107  データ収集装置、108  ガントリ制御装置、109  寝台制御装置、110  X線制御装置、120  操作卓、121  入力装置、122  画像演算装置、123  記憶装置、124  システム制御装置、125  表示装置、210  X線管、211  陰極、212  陽極、213  真空外囲器、213A  陽極側の外囲器、213C  陰極側の外囲器、214  回転装置、214A  ロータ、214B  励磁コイル、215  電子線、216  焦点、217  X線、218  放射窓、219  管軸、220  容器、220A、220AA  陰極側容器、220A1  底面部、220A2  フランジ部、220A3  貫通孔、220B、220BB  陰極側円板、220B1  開口部、220B2  ねじ穴、220B3  貫通孔、220C  中央部容器、220C1  ねじ穴、220D  陽極側円板、220D1  開口部、220E  陽極側容器、220E1  底面部、220E2  フランジ部、220F  陰極側容器、221  ねじ、230A〜D、230AA  シーリング部材、240  遮蔽部材、241  充填部材、250  接続部材、301  配管、302  冷却器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年10月29日(2012.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
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2011096557.tif 000015
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